Um cilindro provido de pistão contém água até a metade do seu volume. O espaço acima da água é ocupado por ar atmosférico. Para aumentar a quantidade de dissolvido na água alunos propuseram os seguintes procedimentos:
I- Manter a temperatura constante e aumentar a pressão total introduzindo nitrogênio.
II- Manter a temperatura constante e aumentar a pressão total introduzindo .
III- Manter a temperatura e a pressão constante e substituir parte do ar por .
IV- Manter a temperatura constante e diminuir a pressão total retirando oxigênio.
V- Aumentar a temperatura e manter a pressão total constante, aumentando o volume do sistema.
Estão corretas:
$-$ A situação descrita tem como recurso de análise a lei de Henry para gases. Lei de Henry:
$$C=k\cdot P$$
$\cdot\ C:$ concentração do gás na solução.
$\cdot\ k:$ constante de Henry.
$\cdot\ P:$ pressão parcial do gás.
Analisando cada caso, temos:
$• \ \text{Procedimento I:}$ $\color{orangered}{\text{Não contribui}}$
$-$ Ao aumentar a quantidade de nitrogênio gasoso não aumentamos a pressão parcial de $CO_2$ e, por isso não influência na concentração desse gás na solução.
$• \ \text{Procedimento II:}$ $\color{royalblue}{\text{Contribui}}$
$-$ Analogamente, o aumento de dióxido de carbono gasoso aumenta sua pressão parcial e, pela lei de Henry, aumentaria a quantidade de $CO_2$ dissolvido.
$• \ \text{Procedimento III:}$ $\color{royalblue}{\text{Contribui}}$
$-$ Novamente, estaremos aumentando a quantidade de $CO_2$ gasoso no sistema, elevando sua pressão parcial e, pela lei de Henry, aumentando, também, a quantidade de $CO_2$ dissolvido.
$• \ \text{Procedimento IV:}$ $\color{orangered}{\text{Não contribui}}$
$-$ Retirar o oxigênio gasoso não afeta a pressão parcial de $CO_2$ e, por isso não influência na concentração desse gás na solução.
$• \ \text{Procedimento V:}$ $\color{orangered}{\text{Não contribui}}$
$-$ Não afeta a pressão parcial de $CO_2$ e, por isso não influência na concentração desse gás na solução.
\begin{matrix}Letra \ (B)
\end{matrix}
A situação descrita pelo enunciado não apresenta muitas especificações, sendo assim um recurso os princípios de Le Chatelier. Analisando cada caso, temos:
$• \ \text{Procedimento I:}$ $\color{orangered}{\text{Não contribui}}$
Ao aumentar a quantidade de nitrogênio gasoso, estaremos deslocando a reação em prol da condensação do nitrogênio, o que não aumenta a quantidade de $CO_2$.
$• \ \text{Procedimento II:}$ $\color{royalblue}{\text{Contribui}}$
$-$ Analogamente, o aumento de dióxido de carbono gasoso desloca a reação a fim de formar mais $CO_2$ dissolvido.
$• \ \text{Procedimento III:}$ $\color{royalblue}{\text{Contribui}}$
Novamente, estaremos aumentando a quantidade de $CO_2$ gasoso no sistema, deslocando o equilíbrio para a formação de dióxido de carbono dissolvido.
$• \ \text{Procedimento IV:}$ $\color{orangered}{\text{Não contribui}}$
Retirar o oxigênio gasoso fará o sistema tender a repor o que foi perdido, isto é, evaporar mais $O_2$, não aumentando a quantidade de dióxido de carbono dissolvido.
$• \ \text{Procedimento V:}$ $\color{orangered}{\text{Não contribui}}$
Existem várias formas de interpretar essa situação, basicamente, começando pelo aumento da temperatura, sabemos que iremos deslocar o sistema no sentido endotérmico, no caso, a formação de gás de dióxido de carbono. Todavia, o aumento do volume a pressão constante inibirá esse efeito, pois mesmo que a agitação das moléculas aumente (pressão aumenta), o espaço também aumenta (pressão diminui), mantendo certa igualdade na relação das colisões e consequentes trocas de energia. Nesse viés, é claro que esse processo não contribui em nada com o aumento de dióxido de carbono dissolvido, ressalta-se ainda que no melhor dos casos não atrapalha, pois numa situação fora do idealismo isso mais dificulta do que ajuda.\begin{matrix}Letra \ (B)
\end{matrix}